Астрономической команде пришлось действовать почти молниеносно, чтобы запечатлеть редчайший момент — рождение взрывающейся звезды. Сверхновая SN 2024ggi вспыхнула 10 апреля 2024 года, и именно первые часы после начала взрыва представляют особую ценность: это короткий промежуток, когда ударная волна только-только прорывается через поверхность звезды. Обычно такой этап ускользает от наблюдений. На этот раз ученые успели вовремя. Им удалось получить первое в истории изображение сверхновой на столь ранней стадии, открывая дорогу к новым ответам о том, как умирают массивные звезды.
Охота на взрыв
Руководитель наблюдений, астрофизик И Ян из Цинхуа (Пекин), узнал о вспышке буквально по пути через океан — он только приземлился в Сан-Франциско. Уже в течение 12 часов он отправил срочную заявку на наблюдения в Европейскую южную обсерваторию (ESO). Почти сразу получив одобрение, инженеры ESO развернули гигантский телескоп Very Large Telescope (VLT) в Чили в сторону SN 2024ggi. Телескоп начал работу уже 11 апреля — всего через 26 часов после обнаружения сверхновой.
Сверхновая расположена в галактике NGC 3621 в созвездии Гидры, на расстоянии 22 миллионов световых лет — по космическим меркам почти по соседству. Взорвавшаяся звезда была красным сверхгигантом массой в 12–15 солнечных и радиусом, превышающим солнечный более чем в 500 раз. Такой тип относится к категории мощных взрывов массивных звезд — одних из самых ярких и разрушительных явлений во Вселенной.
Как именно взрываются такие гиганты, ученые обсуждают десятилетиями. Новые данные, опубликованные в журнале Science Advances, помогают лучше понять физику «космических фейерверков». «Геометрия взрыва сверхновой — ключ к пониманию эволюции звезд и процессов, которые запускают эти потрясающие явления», — объясняет И Ян.
Геометрия умирающей звезды
Хотя взрывающаяся звезда выглядит для телескопов как одна точка, ее свет несет скрытую информацию. Астрономы использовали поляризацию — особое свойство световых волн, благодаря которому можно судить о форме и структуре источника.
Первое наблюдение VLT зафиксировало момент, когда раскаленная материя, ускоренная взрывом в центре, пробивала поверхность звезды. Это уникальная фаза, когда можно одновременно «увидеть» и саму звездную оболочку, и структуру выбросов.
С помощью инструмента FORS2 на VLT ученые обнаружили, что первые выбросы имели форму оливы. Затем, когда расширяющийся поток газа столкнулся с окружающим веществом звезды, форма сплющилась. Однако ось симметрии выбросов осталась неизменной — важная подсказка о природе взрыва.
По словам Яна, такие данные говорят о существовании «общего физического механизма», который управляет гибелью многих массивных звезд — механизма, создающего четкую осевую симметрию и действующего на огромных масштабах.
Благодаря столь раннему наблюдению астрономы уже могут исключить несколько популярных моделей сверхновых и уточнить другие. В результате мы не только лучше понимаем внутреннюю жизнь сверхгигантов, но и приближаемся к пониманию того, как формируются тяжелые элементы и как эволюционируют галактики.
